Здрасте всем!

Ситуация такая: нужно с 12ти вольт получить напруги 24В, 15В, 5В и 3.3В. Желательно чтобы схема получилась достаточно бюджетной.

При этом необходимо обеспечить следующее потребление по каждому напряжению:
24В: минимум 5-7А
15В: до 500 мА
5В: до 1000 мА
3.3В: до 500 мА

По шумам все на так критично, т.к. техника чисто цифровая, нету никаких АЦП, поэтому можно и нужно использовать импульсники.

Вот что пришло в голову:
12->24В схема на трансе и TL494
24->15В схема на MC34063
24->5В схема на MC34063
24->3,3В схема на MC34063

Что скажут более сведущие люди в преобразовательной технике? Может лучше сделать последовательное снижение 24->15->5->3.3 ?

ЗЫ: Обращаюсь с советом, т.к. в этом направлении не могу похвастаться богатым опытом.

24в и 15в можно сделать на одном трансе (зависит ещё от требуемой стабильности напряжений).
остальные напряжения можно получать с помощью, например, готовый преобразователей TRACO.

не годится такой вариант.Трафо доматывать не хочется, а TRACO дорогие по равнению с указанными микросхемами

вопрос собственно состоит в том как соеденять напруги- последовательно понижать или все делать от 24 вольт ?

Еще также было бы не плохо, если все напруги будут отвязаны от 12-ти вольт. Первоначально так и было, но затем транс на TL494 был упрощен, чтобы 4 полуобмотки не мотать.

Так Вам нужно отвязать первичные 12 вольт от всех других выходов или все выходы друг от друга?
Я бы делал в первом случае мощный DC-DC 12/24. А все остальное получал бы из главного канала 24вольта маленькими прямоходами, обратноходами или даже степдаун. Что-то, в виду малой мощности, можно и компенсационником получить. Скажем, 3 из 5 вольт.

а может проще будет выполнить 24-вольтовую обмотку с промежуточными выводами? стабилизацию организовать по 24В, а по остальным каналам линейные стабилизаторы, благо токи там не очень большие?

все друг от друга не надо. А от первичной желательно, но необязательно. Ищем вариант подешевле но без ущемления наджености.


Ну в принципе была идея именно эту ступень сделать на LM317. Всетаки потери тут не большие будут.


это надо спросить andreichk-а, он мотает транс. На сколько ему это удобно будет? Такой транс вручную запаришся мотать то...

И всетаки сейчас мучает такой вопрос: Кто-нибудь аргументированно сможет сказать как лучше организовать соединение степдаунов: все из 24х. Или последовательно друг за другом?

имхо, я б делал все степдауны из 12, не последовательно.
15 степ-ап из 12
24 - делал бы нестабилизированным из 12 удвоением пушпулом (автотрансформатором) или конденсаторным удвоителем с синхронным выпрямлением . Двумя фазами.

Все из 24В. Потому, что
а) последовательное включение уменьшает КПД пропорционально количеству ступеней (допустим получили вы 15В из 24В с КПД 80% и получили 5В из 15В с КПД 75%. Следовательно КПД для 5В выхода 0,8*0,75*100%=60%, вместо 75%);
б) при более высоком входном, меньше импульсный ток ключевого элемента.

Наверное Вы хотели сказать "средний ток меньше".

А, ну да, средний ток. Спасибо.

да, я бы "а-ля резидент". Все отдельно из 24 вольт.

ну так и сделаем

Ну собственно на подсознании так и думал, но объяснить почему именно так лучше не мог. Спасибо за ответ.

Какие еще могут быть предложения по улучшению/удешевлению схемы?


В этом абсолютно не шарю. А на сколько получится надежной схема? Потянет ли такой ток?
Как она по цене, дороже или дешевле?

Ну Вы же сами согласились что чем меньше ступеней преобразования , тем меньше умножающих коэффициентов КПД. Имхо, поэтому лучше все низкие напруги делать из +12 входного. Кроме того , при использовании ШИМ контроллеров, и большой разнице между входным и выходным напряжением, работа получается с маленьким временем открытого ключа. Это снижает устойчивость схемы преобразователя и требует принятия некоторых мер (хотя к такой микрухе как 34063 это не относится).
При повышенном напряжении входа КПД некоторых шим контроллеров может ухудшаться из -за увеличения динамических потерь при открытии ключа и рассасывании диода степ-дауна. Увеличиваются и статические потери на диоде перед выходным дросселем (в отсутствии синхронного выпрямителя , который Вам имхо не нужен для токов до 1 А), так как падение на ключе обычно меньше чем падение на диоде. Тот выигрыш по статическим потерям из-за уменьшения среднего тока ключа может оказаться проигрышем . Зависит от диода, контроллера и т.д.
Запитав всё про всё от +24 Вы теряете полезную особенность типа самодиагностики. Вот выгорит +24 (ну там предохранитель какой по входу или еще чего) и у вас обесточивается ВСЯ схема. А было бы иначе - глядишь микроконтроллер сможет и инфу послать кому надо , мол "авария в цепи питания мощных нагрузок".

Да, в следующей версии так и сделаем, наверное.


А какие кстати отзывы у народа по поводу работы MC34063? Заявленные 1.5А она держит нормально? Есть ли какие-нить грабли при работе с ней?


Была такая мысля. Возможно применим, т.к. все равно схема не развязанная со входом получается.

Держит, шипя, если заявленные 1.5А правильно толковать. На практике это означает получение выходного тока 1.0, максимум 1.2 А.
Грабли- шум в облегченном режиме.

тоже аргумент......

А как же гальваноизоляция от входного? Для каждого канала DC/DC свой транс вместо дросселя ставить? Ой-ё!

а нафига ему изоляция? баловство

Откуда я знаю зачем? Но он упоминал о гальваноизоляции, исходя их этого я и предлагал. В частности, если есть внешние интерфейсы связи, то гальваноразвязка с малой проходной емкостью улучшает их устойчивость к синфазным помехам. А если изоляция нужна, то проще (дешевле) изолировать один (основной) источник, вместо того, чтобы делать гальваноразвязанные DC/DC для каждого выходного канала. Притом, что они (выходные напряжения) неразвязаны.

Упоминал но не настаивал.

а еще лучше когда паразитная проходная емкость первичек и вторичек транса стремится к нулю, а межземельный конденсатор увеличивают по величине (в пределе бесконечность , т.е. КЗ ) . Это благотворно сказывается на EMI. В отличие от сетевых источников , в рассматриваемом случае нет требований по электробезопасности, ограничивающей максимальный номинал межземельного конденсатора. Иными словами , лучше земли соединить, если нет других причин.

Мм.мм.. Что-то по межземельным конденсаторам в святцах записано..
Ток через них не должен превышать 4 мА.
Опять же, с точки зрения электробезопасности. В низковольтных цепях может и можно их увеличить, но кто знает под какими относительными потенциалами эти 12 вольт могут находиться.
Учитывать и нужно, наверное.

Хм... какие тут дебаты развернулись... Я о многих появивишихся вопросах даже и предположить то не мог.

Чувствую надо объяснить состав устройства, и для чего каждая из напруг, тогда дискуссия будет более предметная.

мощные 24 вольта - для управления одним шаговиком и двумя BLDC моторами
15 вольт - для драйверов мосфетов ( управляющих моторами)
5 вольт - для запитки энкодеров, графического LCD дисплея, клавиатуры, Кварцевого генертора для контроллеров PIC
3.3 вольта - два dsPIC-а, один PIC24, FRAM, EEPROM, GPS, линия 1-wire

У устройства также есть связь с ПК по USB через FT232. FT232 питается отдельно от USB, сигналы TX и RX опторазвязаны.
Еще есть еще 4 внешних управляющих логических сигнала, которые тоже опторазвязаны, но их источник запитывается от наших 5ти вольт.

С энкодеров сигнал приходит по витой паре, на PICи поступает через микросхему AM26LM32.


Вот теперь я думаю стало понятно что и зачем. Жду объектиной критики.
Нужна ли здесь вообще развязка по питанию от входных 12 вольт ?
Какие могут быть траблы в связи с соседстом с BLDC? Как от них лучше защищаться?

Поскольку питания можно сгруппировать на две группы ("сила" и "логика"), то 24В и 15В можно объединить в одну группу, а 5В и 3.3В в другую. Причем 3,3В я бы делал из 5В на нескольких маломощных LDO прямо по "месту потребления". То бишь по одному LDO (SOT23 с макс. вых. током 100-200мА) на один-два МК или на МК+EEPROM. Получается один канал 5В с током 1,5А. И его от входа лучше гальванически развязать.
24В от входа развязывать нет особых причин. И поскольку 24В и 15В в одной группе, да и 15В без 24В не имеет смысла, то нужно попытаться как-то совместить их в одном неразвязанном от входа DC/DC.
Вот такие мысли. Правда неплохо бы еще было понять, откуда берется входное напряжение 12В? AC/DC или аккумулятор или комбинированная схема с резервным питанием?

Верно подметили, я как-то не заострял внимание на этом моменте.

5 и 3.3 уже вроде определились, что лучше делать от входных 12ти. Только чтобы их отвязать - это же придется еще один транс мотать, чет неохота...

А не могли бы вы объяснить зачем делать отдельные LDO на 3.3? В чем будет преимущество такого подхода? Почти все 3х вольтовые устройства общаются друг с другом, не страшно что уровни сигналов будут малеха несовпадать? Их тогда через резюки наверное придется пропускать. И еще мне кажется что не хватит одного 5V@1,5А на все про все. LM2696 придется использовать - а оно дороговатое Какие еще можете посоветовать более дешевые но мощные импульсники?


Спасибо за дельное предложение.


Тут как бы мы этого однозначно не указываем. Просто к чему подключат. Если "в поле" то аккум. Если в доме то от блока питания 220->12.


ЗЫ: Спасибо за вникание в задачу, и уделение своего драгоценного времени.
Жаль что мы в разных часовых поясах. Я уже "ухожу в сумрак" - завтра на работу

Охота-неохота, это уже сами решайте. Я свою мысль о помехоустойчивости высказал ранее.
5В это у вас как-бы "техническое" напряжение выходит. Из которого организуются питания на месте. Дело не совсем в уровнях сигналов, а в том, что нужно обладать некоторым искусством трассировки. Трассировщику вашего устройства нужно будет как-то так распределить земли и питания, чтобы и требуемый ток обеспечить и помехоустойчивость микроконтроллеров не ухудшить. Не следует забывать, что 1 см печатной дорожки это индуктивность примерно 10нГн. А теперь представьте, что вам нужно проложить трассы, где потребителями создаются импульсные токи с высокой крутизной фронтов и уровень помех U=L*dI/dt. Представили? Как известно, помехи проще локализовать в месте их возникновения, чем потом отлавливать их по всему устройству. Так что я за локальные "домены" питания.
Вы сами в корневом сообщении так посчитали. Я лишь суммировал токи по каналу 5В и 3,3В.
Вообще-то есть некоторая разница при расчете, какой именно диапазон изменения входного напряжения закладывать: либо питание от стабилизированного AC/DC (AC220V->DC12V 12В±3..5%), либо питание от аккумулятора (скорее всего SLA, 10,5В...13,5В), не так ли? Вам видимо нужно на диапазон напряжений выдаваемого аккумулятором рассчитывать.

Спасибо за консультацию. А локальных емкостей у каждой микросхемы на ногах для этого не достаточно?
Также получается, что для минимизации помех можно все цифровые линии соединить через резисторы 10-50 Ом, для сглаживания фронтов. Только вопрос: в какой части дорожки лучше их располагать? у источника? у приемника? или по середине? Мне почему-то кажется оптимальным первый вариант.


Верно По раздельности они мне казались больше. Надо еще раз будет все точнее посчитать - те цифры я брал для прикидки.


Да, конечно, закладываемся на аккумулятор.

Илья, в этой системе не закладываемся на аккумулятор.
Тут только стационарное питание.

А как же так? Раньше было надо а теперь нет?

Ну тогда помоему лучше сразу заложиться на входные 220В. Это же придется народу искать мощные 12-ти вольтовые источники питания.

Ну или же тогда на входные 24 вольта. Народу какая разница какой блок питания будет на 12 или на 24 вольта? А нам зато намного проще тогда будет. Нафига повышающий транс то мотать?

Илья, тестовая плата по-любому будет питаться от сетевого БП, а когда уже отладим и в серию запустим, то именно эта система будет питаться только от сети, так как она предназначена исключительно для стационара,сорри , что забыл поставить Вас в известность.Хотя припоминаю, что мы это уже обсуждали ранее....

Пусть тестовая питается себе на здоровье от 12ти вольт. Нам же нужно думать сразу вперед, на счет полноценной версии платы.

Посему вопрос к местным специалистам:

Как вы считаете, на сколько сложно/дорого собрать преобразователь AC 110-220V (50-60Гц) -> DC 24V с регулировкой в 5-10%.
(Конечно же импульсный)
Или же проще не париться, и воспользоваться готовыми решениями, например от Meanwell?

Это уже вы сами должны решить, хотите вы зарабатывать на изготовлении или на перепродаже? А так конечно, все уже украдено придумано до нас http://distributor.meanwell.com/webnet/sea...arch.html#ac/dc
http://catalog.compel.ru/ps_acdc/list?P_GE=180.000&P_LE=

Не то что проще, а разумнее купить готовый, если их нужно меньше 30-50шт.
Десять штук Вы, даже неплохо понимая в источниках, сделаете дороже в несколько раз и качеством даже похуже китайцев с первой попытки.

Мне тут нашару попались с десяток MC33063. По ножкам совпадают с 34063 и по току тоже.Так что можно эксперементировать без боязни спалиться....

Я, если честно тоже придерживался такого же мнния, но немного сомневался.

Я думаю что лучше взять блок с двумя питаниями 24 и 5 вольт, из 24х потом сами сделаем 15, а из 5ти - 3.3В. Как думаете?

Пока нашел только два модуля подходящих по всем критериям:
ADS-15524 (MW) 155Вт 24В @ 6.5А 5В @ 3А ~ 1990 руб.
PID-250B (MW) 250Вт 24В @ 9.4А 5В @ 5А ~ 2200 руб.


2 Rezident: Спасибо за ссылки!

А посмотрите подешевле. Что-то из S-100 или S-150 с одним выходом.
остальное наклепаете из 24В.

Да, выгода очевидная:

S-150-24 (MW) 150Вт. 24В @ 6.5А ~922 руб.
Но, думаю что у него может мощности нехватить.

Вот этот будет с запасом точно:
S-250-24 250Вт. 24В @ 10А ~1360 руб.